在Scheme中，标识符和符号有何区别？

Question

我正在尝试理解Scheme元循环求值器如何处理引用表达式与符号数据的不同之处。

Stack Overflow问题“Lisp/Scheme中的符号到底是什么？”的被接受答案定义了Scheme中的“符号”数据对象：

在Scheme和Racket中，符号类似于不可变的字符串，恰好被内部化。

被接受的答案写道，在Scheme中，标识符和符号之间存在内置的对应关系：

要调用一个方法，您需要查找与该方法名称对应的符号。Lisp/Scheme/Racket使这变得非常容易，因为语言已经在标识符（语言语法的一部分）和符号（语言中的值）之间建立了内置的对应关系。

为了理解这种对应关系，我阅读了《Scheme及其实现简介》中的{{link2：“关于标识符的说明”}}页面。

Scheme标识符（变量名、特殊形式名和关键字）几乎具有与Scheme符号对象字符序列相同的限制，这不是巧合。大多数Scheme实现恰好是用Scheme编写的，并且符号对象在解释器或编译器中用于表示变量名。

基于上述内容，我想知道我对以下会话中发生的事情的理解是否正确：

user@host:/home/user $ scheme
MIT/GNU Scheme running under GNU/Linux
Type `^C' (control-C) followed by `H' to obtain information about interrupts.

Copyright (C) 2011 Massachusetts Institute of Technology
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for
MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

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  Release 9.1.1 || Microcode 15.3 || Runtime 15.7 || SF 4.41 || LIAR/x86-64 4.118 || Edwin 3.116

1 ]=> (define a (lambda (i) (+ i 1)))

;Value: a

1 ]=> a

;Value 13: #[compound-procedure 13 a]

1 ]=> (quote a)

;Value: a

1 ]=> (eval a (the-environment))

;Value 13: #[compound-procedure 13 a]

1 ]=> (eval (quote a) (the-environment))

;Value 13: #[compound-procedure 13 a]

1 ]=>

1. 第一个define语句是由求值器捕获的特殊形式，它在全局环境中创建了一个将符号a绑定到复合过程对象的绑定。

2. 在顶层写下a会使求值器收到符号对象'a，这将计算为在全局环境中指向'a的复合过程对象。

3. 在顶层写下(quote a)会使求值器收到符号列表('quote 'a))；这个表达式是求值器捕获的特殊形式，它将计算为引用的表达式，即符号对象'a。

4. 写下(eval a (the-environment))会使求值器收到符号列表('eval 'a ...)（忽略环境）。求值器执行查找'eval，得到eval编译过程对象，查找'a，得到复合过程。最后，顶层求值器将eval过程应用于其参数，由于复合过程是自求值的（在Scheme48中不是），因此表达式的最终值是复合过程本身。

5. 写下(eval (quote a) (the-environment))会使求值器收到符号列表('eval ('quote 'a) ...)。求值器执行查找'eval，得到eval编译过程对象。它计算表达式('quote 'a)，这将产生符号对象'a。最后，顶层求值器将eval过程应用于'a，它是一个符号对象，因此调用环境查找，得到复合过程。

这个解释是否正确描述了Scheme解释器如何区分语言中的符号对象和标识符？这些描述中是否存在基本误解？

- jII

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这个解释在高层次上描述了Scheme解释器如何区分语言中的符号对象和标识符吗？它无法做到这一点，因为它的1到5点甚至没有提到“标识符”这个词。 - Kaz

@Kaz 好的，我认为“标识符”是在提示符号之前写入的令牌。也许我应该问：“Scheme解释器如何处理顶层标识符，并在内部使用符号？” - jII

@jesterll 用Scheme编写的Scheme解释器不会看到词法标识符；它必须依靠某个read函数来扫描文本并生成数据结构，然后纯粹地解释该数据结构。 只有在从头开始编写Scheme实现时才需要自己处理这些问题；但即使那样，你也要以同样的方式将读取与解释分开处理。 - Kaz

标识符是指在我们的程序中引用绑定的名称。符号就像指向自身的命名指针。 - Will Ness

Answer 1

在4.2词法语法中，R6RS Scheme报告使用术语"标识符"来指代字符级语法。也就是说，大致上，“标识符”意味着当表达式成为对象时，从中构造符号的词法令牌。然而，在文本的其他地方，“标识符”似乎被自由地用作“符号”的同义词。例如，“Scheme允许标识符表示包含值的位置。这些标识符称为变量。”（1.3变量和绑定）。基本上，规范在这个术语上似乎很宽松。根据上下文，标识符或者是与符号（一个对象）相同的东西，或者是：来自词法语法的语法类别。

在一句话中，如果说某个字符可能出现在标识符中，那么上下文显然是词法语法，因为符号对象是原子而不是字符串；它不包含任何内容。但是当我们谈论标识符表示内存位置（即变量）时，这就是符号；我们已经超越了什么样的令牌可以在文本源代码中产生符号的问题。

问题中链接的教程《Scheme及其实现简介》使用了自己特殊的定义“标识符”，这与Scheme语言不一致。它暗示了标识符是“变量名、特殊形式名称和关键字”（因此不支持不是变量名的符号不是标识符的说法）。

- Kaz

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我猜测这是为了区分标识符和符号而做出的尝试，例如当某个编译器解析程序时，没有为标识符构建符号 - 例如通过不使用READ来读取源作为s表达式。因此，您可以拥有/使用Scheme变体的语法，而与s表达式无关。 - Rainer Joswig

Answer 2

前言：提前为告诉您已经知道的内容道歉！

你的第一句话引发了我一个关于XY的问题。你写道：“我正试图理解Scheme元循环求值程序如何处理引用表达式与符号数据的不同之处。” 你所说的“Scheme元循环求值程序”是什么？此外，“符号数据”又是什么？这两个术语都让我觉得你想问更高级别的问题。

无论如何，你的标题暗示了一个关于标识符和符号之间区别的问题。区别在于：

“标识符”是一个语法类别。也就是说，假设我们把文本文件分成令牌。有些令牌会是左括号，有些会是右括号，有些会是数字，有些会是标识符。每种语言都有自己的语法类别，但许多语言将“标识符”称为“类似单词的东西，通常可以是函数名或变量名等”。

而“符号”则是Scheme和Lisp系统中一种特定类型的值。Scheme有许多不同类型的值：数字、布尔值、字符串、对、符号等等。

在Scheme中，当开发解析器/解释器/编译器/其他工具时，使用符号（值）来表示标识符（语法实体）非常方便。具体来说，“引用”有一种特殊的能力，可以将某些宿主语言令牌序列转换为符号、数字、字符串和布尔值列表。您不需要利用这个功能，但它可以减少很多代码。

- John Clements